CN217297613U - 一种人工湿地污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种人工湿地污水处理系统，包括人工湿地和循环折流仓，所述人工湿地包括池体、基质和净化植物，所述池体内部设有基质腔和连通腔，所述基质设于基质腔，所述净化植物种植于基质，所述循环折流仓用于收集储存污水，所述循环折流仓经由泵水单元与基质腔相连通，供循环折流仓内的污水流入基质腔，并经由基质过滤和净化植物吸收净化后潜流进入连通腔，所述连通腔经由间歇排水单元与循环折流仓相连通，供连通腔内的液位上升至上限高度后向循环折流仓内排水，且液位下降至下限高度后停止排水。以解决现有技术中的农村污水处理系统采用垂直流人工湿地仍存在去除率不够高、易堵塞、布水复杂的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理系统技术领域，尤其涉及一种人工湿地污水处理系统。
背景技术
农户生活污水或乡村联户收集的生活污水的排放量具有明显的波峰波谷，通常在早晚的吃饭和洗漱期间是排放高峰，其它时间流量变小，半夜至凌晨甚至断流，一般连续流处理工艺难以稳定处理，甚至难以确定经济合理的处理规模。
中国实用新型专利CN201620026907.X公开了一种微厌氧农村污水处理系统，包括依次连接的微厌氧处理池、一级垂直流人工湿地、二级垂直流人工湿地、三级垂直流人工湿地和储水池，所述微厌氧处理池连接安装有进水管，所述储水池连接安装有出水管。上述微厌氧农村污水处理系统通过设置垂直流人工湿地对污水进行处理，然而采用垂直流人工湿地仍存在去除率不够高、易堵塞、布水复杂的问题。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种人工湿地污水处理系统，以解决现有技术中的农村污水处理系统采用垂直流人工湿地仍存在去除率不够高、易堵塞、布水复杂的技术问题。
为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种人工湿地污水处理系统，包括人工湿地和循环折流仓，所述人工湿地包括池体、基质和净化植物，所述池体内部设有基质腔和连通腔，所述基质腔与连通腔潜流连通，以形成连通器，所述基质设于基质腔，所述净化植物种植于基质，所述循环折流仓用于收集储存污水，所述循环折流仓经由泵水单元与基质腔相连通，供循环折流仓内的污水流入基质腔，并经由基质过滤和净化植物吸收净化后潜流进入连通腔，所述连通腔经由间歇排水单元与循环折流仓相连通，供连通腔内的液位上升至上限高度后向循环折流仓内排水，且液位下降至下限高度后停止排水，供基质腔内的污水液位往复升降，以切换基质腔内基质的水面下浸没状态和水面上浮出状态，当所述基质腔内的污水液位上升时，污水淹没基质形成水面下浸没状态，当所述基质腔内的污水液位下降时，显露至液面以上的基质内部的污水排干形成水面上浮出状态。
在其中一个实施例中，所述循环折流仓设有用于污水排入的进水管以及用于净化后的污水排出的排水管，所述循环折流仓内设有间隔交错排布的折流板，以形成供排入循环折流仓内的污水流通的折流通道，可阻拦浮油和漂浮物，使未经处理的进水与已经过循环处理的出水不致过快混合，并形成不同溶氧量、不同微生物的区间。
在其中一个实施例中，所述间歇排水单元包括虹吸下水管和虹吸钟罩，所述虹吸钟罩固设于连通腔，所述虹吸钟罩开口朝下且与连通腔的底壁间隔设置，所述虹吸下水管的下端与循环折流仓相连通，所述虹吸下水管的上端由下至上穿入连通腔，并经由所述开口延伸至虹吸钟罩内，供连通腔内的污水虹吸排入循环折流仓内。
在其中一个实施例中，所述虹吸下水管设有存水弯，供虹吸下水管停止排水时形成液封，以避免循环折流仓中的臭气逸出。
在其中一个实施例中，所述池体内部设有隔板，所述池体内部经由隔板分隔形成所述基质腔和连通腔，所述池体内部还设有连通管，所述连通管固定穿设于隔板的下部，供基质腔与连通腔潜流连通。
在其中一个实施例中，所述循环折流仓埋设于土层中，所述人工湿地设于土层表面。
在其中一个实施例中，所述泵水单元包括潜水泵和循环管，所述潜水泵设于循环折流仓中，所述循环管的一端与潜水泵相连通，所述循环管的另一端埋设于基质腔的基质中。
在其中一个实施例中，所述虹吸下水管的管径大于循环管的管径，供所述虹吸下水管的排水流量大于循环管的进水流量。
在其中一个实施例中，所述循环折流仓为钢混、砖混、玻璃钢或塑料结构，所述净化植物为湿地植物或耐水蔬菜。
在其中一个实施例中，所述湿地植物包括芦苇或鸢尾，所述耐水蔬菜包括空心菜。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的人工湿地污水处理系统通过泵水单元将循环折流仓内的污水泵入基质腔，并通过基质和净化植物进行过滤吸收净化，净化后的污水流入连通腔，当连通腔内的液位上升至设定的上限高度后通过间歇排水单元向循环折流仓内排水，直至液位下降至设定的下限高度后停止排水，在此过程中通过泵水单元持续进水，进水到达上限高度后开始出水，周期重复循环，每个运行周期包括：进水-反应-出水和排空闲置四个阶段。采用上述序批式运行，在排空闲置期，由于污水排空，人工湿地的自然复氧能力大大提高，提高了硝化菌的活性，有利于系统脱氮效能的提高；排空时，微生物膜会随水流退去而紧贴于基质表面，当水面上涨时又会舒展开，使生物膜的新陈代谢更快，不会出现微生物膜在基质空隙间搭接架桥进而产生堵塞的情况，从而解决了现有技术中的农村污水处理系统易堵塞的问题。同时，人工湿地净化植物的根系更加发达，在人工湿地中,净化植物可以直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质,吸附和富集重金属及一些有毒有害物质；能输送氧气至根区,有利于微生物的好氧呼吸；庞大的根系为细菌提供了多样的生境，根区的细菌群落可降解多种污染物；从而有效提高了污水中污染物的去除率。由于间歇进出水，不存在配水均匀性问题，无需设置复杂的布水管道系统，出水通过基质腔底部潜流排出，无需设置复杂的出水收集系统，从而解决了现有技术中的农村污水处理系统布水复杂的技术问题。鉴于以上显著的有益效果，本实用新型的人工湿地污水处理系统对于处理农户散排生活污水和小规模的乡镇农村生活污水具有极高的推广应用价值。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种人工湿地污水处理系统，包括人工湿地10和循环折流仓20，所述人工湿地10包括池体11、基质12和净化植物13，所述池体11内部设有基质腔111和连通腔112，所述基质腔111与连通腔112潜流连通，以形成连通器，所述基质12设于基质腔111，所述净化植物13种植于基质12，所述循环折流仓20用于收集储存污水，所述循环折流仓20经由泵水单元30与基质腔111相连通，供循环折流仓20内的污水流入基质腔111，并经由基质12过滤和净化植物13吸收净化后潜流进入连通腔112，所述连通腔112经由间歇排水单元40与循环折流仓20相连通，供连通腔112内的液位上升至上限高度后向循环折流仓20内排水，且液位下降至下限高度后停止排水，供基质腔111内的污水液位往复升降，以切换基质腔111内基质12的水面下浸没状态和水面上浮出状态，当所述基质腔111内的污水液位上升时，污水淹没基质12形成水面下浸没状态，当所述基质腔111内的污水液位下降时，显露至液面以上的基质12内部的污水排干形成水面上浮出状态。
本实用新型的人工湿地污水处理系统通过泵水单元30将循环折流仓20内的污水泵入基质腔111，并通过基质12和净化植物13进行过滤吸收净化，净化后的污水流入连通腔112，当连通腔112内的液位上升至设定的上限高度后通过间歇排水单元40向循环折流仓20内排水，直至液位下降至设定的下限高度后停止排水，在此过程中通过泵水单元30持续进水，进水到达上限高度后开始出水，周期重复循环，每个运行周期包括：进水-反应-出水和排空闲置四个阶段。采用上述序批式运行，在排空闲置期，由于污水排空，人工湿地10的自然复氧能力大大提高，提高了硝化菌的活性，有利于系统脱氮效能的提高；排空时，微生物膜会随水流退去而紧贴于基质12表面，当水面上涨时又会舒展开，使生物膜的新陈代谢更快，不会出现微生物膜在基质12空隙间搭接架桥进而产生堵塞的情况；同时，人工湿地10净化植物13的根系更加发达，在人工湿地10中,净化植物13可以直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质,吸附和富集重金属及一些有毒有害物质；能输送氧气至根区,有利于微生物的好氧呼吸；庞大的根系为细菌提供了多样的生境，根区的细菌群落可降解多种污染物；根系发达能提高植物成活率、抗性和生长速度，并使植物成长更快。由于间歇进出水，不存在配水均匀性问题，无需设置复杂的布水管道系统，出水通过基质腔111底部潜流排出，无需设置复杂的出水收集系统。
在其中一个实施例中，所述池体11内部设有隔板113，所述池体11内部经由隔板113分隔形成所述基质腔111和连通腔112，所述池体11内部还设有连通管114，所述连通管114固定穿设于隔板113的下部，供基质腔111与连通腔112潜流连通。
通过连通管114将基质腔111与连通腔112潜流连通形成连通器。
在其中一个实施例中，所述基质12为陶粒等材质，通过陶粒对进入基质腔111的污水进行过滤。
在其中一个实施例中，所述循环折流仓20设有用于污水排入的进水管22以及用于净化后的污水排出的排水管23，所述循环折流仓20内设有间隔交错排布的折流板21，以形成供排入循环折流仓20内的污水流通的折流通道。
污水经由进水管22排入循环折流仓20，排水管23可设置一定的高度，当循环折流仓20内的污水高度超过排水管23时，污水即可经由排水管23溢流排出。通过循环折流仓20内设置折流板21，被处理的污水在循环折流仓20内沿折流板21作上下流动,污水中的有机质通过与微生物接触经厌氧降解去除，水流绕折流板21流动而使水流在循环折流仓20内流经的总长度增加,再加之折流板21的阻挡及污泥的沉降作用,生物固体被有效地截留在循环折流仓20内。
在其中一个实施例中，所述泵水单元30包括潜水泵31和循环管32，所述潜水泵31设于循环折流仓20中，所述循环管32的一端与潜水泵31相连通，所述循环管32的另一端埋设于基质腔111的基质12中。
通过潜水泵31将循环折流仓20中的污水持续不断地经由循环管32泵入基质腔111的基质12中。
在其中一个实施例中，所述间歇排水单元40包括虹吸下水管41和虹吸钟罩42，所述虹吸钟罩42通过支架43固设于连通腔112，所述虹吸钟罩42开口朝下且与连通腔112的底壁间隔设置，所述虹吸下水管41的下端与循环折流仓20相连通，所述虹吸下水管41的上端由下至上穿入连通腔112，并经由所述开口延伸至虹吸钟罩42内，供连通腔112内的污水虹吸排入循环折流仓20内。
当连通腔112内的水位(即人工湿地10池体11内的水位)升高淹没虹吸钟罩42时，虹吸下水管41充满水，产生虹吸并迅速排水，当水位降低到虹吸钟罩42下沿以下时，空气进入虹吸下水管41，虹吸被破坏，下水停止，人工湿地10内水位随潜水泵31的提升再逐步升高，如此反复。
在其中一个实施例中，所述虹吸下水管41的管径大于循环管32的管径，供所述虹吸下水管41的排水流量大于循环管32的进水流量。所述虹吸下水管41设有存水弯411，供虹吸下水管41停止排水时形成液封，以避免循环折流仓20中的臭气逸出。
虹吸下水管41的管径大于循环管32的管径，使虹吸下水管41的排水速度大于循环管32的的上水速度，使人工湿地10内产生高低水位的循环变化，产生间歇进出水湿地的效果。
在其中一个实施例中，所述循环折流仓20埋设于土层50中，所述人工湿地10设于土层50表面，所述循环折流仓20为钢混、砖混、玻璃钢或塑料结构，所述净化植物13为湿地植物或耐水蔬菜，其中湿地植物可选用芦苇或鸢尾等，耐水蔬菜可选用空心菜等。
循环折流仓20在规模稍大时可采用钢混或砖混结构，独户使用时可由近年广泛使用的成品玻璃钢或滚塑化粪池代替。由于人工湿地10基质腔111内的基质12不是一直运行在饱和水份中，而是干湿交替，且利于诱导植物根系发育，因此在栽种植物的品种选择上比传统湿地更加广泛，除了常用的美人蕉、芦苇等、鸢尾等湿生植物外，空心菜、油麦菜、生菜等喜水蔬菜品种也可以生长。
本实用新型的人工湿地污水处理系统通过循环折流仓20作为农户生活污水或乡村联户收集的生活污水的沉淀池、调节池和厌氧降解池，而地上的人工湿地10作为强化处理单元，利用潮汐式进出水的高复氧能力增强对COD和氨氮的降解，同时收获植物。本系统循环折流仓20前端的进水管22有污水进入时，后端的排水管23才排出清水，但系统中的污水却是不断循环处理的，不受进水量波动的影响，由于系统中的水经过不断的AOAOAO(厌氧好氧)……循环，再加上人工湿地10基质12的吸附作用和净化植物13的吸收，COD、总氮、总磷等营养盐都能得到高效的去除。
本系统结构简单，循环折流仓20部分在规模稍大时可采用钢混或砖混结构，规模较小时可采用预制拼接的玻璃钢或塑料罐体，管道、设备、电气都极简单，方便施工安装，建设成本低，投入使用快。
本系统的动力设备仅有一台小流量潜水泵31，提升流量由人工湿地10基质腔111容积和循环次数确定，如基质腔111的容积为10m3，减去基质12后的净水容积为5m3，若每小时产生一次潮汐循环则潜水泵31的流量为5m3/h，按每户每日排水0.3m3，湿地水力停留时间约24h计，足够处理16-20户的生活污水，而流量5m3/h的直流潜水泵功率仅0.5kw左右，甚至完全可以使用小型的光伏供电设施。系统剩余污泥量少，可按化粪池管理方式，定期抽吸循环折流仓20前端的污泥。系统无复杂昂贵的自控设施，一般用户即可完成系统的启动和日常维护。
由于本系统人工湿地10基质腔111内的基质12不是一直运行在饱和水份中，而是干湿交替，且利于诱导植物根系发育，因此在栽种植物的品种选择上比传统湿地更加广泛，除了常用的美人蕉、芦苇、鸢尾等湿生植物外，空心菜、油麦菜、生菜等喜水蔬菜品种也可以生长，因此可产生一定经济效益，利于氮磷资源回用并使群众接受度更好。
本系统的适用场景从独户到数千人的农村生活污水处理，黑臭水体的旁路净化处理，水产养殖尾水循环净化等。其干湿交替的特点使其在冬季低温时容易冻结，因此不宜在北方或高山地区使用。但占地较少并种植蔬菜的小规模系统可建设在温室内。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，包括人工湿地和循环折流仓，所述人工湿地包括池体、基质和净化植物，所述池体内部设有基质腔和连通腔，所述基质腔与连通腔潜流连通，以形成连通器，所述基质设于基质腔，所述净化植物种植于基质，所述循环折流仓用于收集储存污水，所述循环折流仓经由泵水单元与基质腔相连通，供循环折流仓内的污水流入基质腔，并经由基质过滤和净化植物吸收净化后潜流进入连通腔，所述连通腔经由间歇排水单元与循环折流仓相连通，供连通腔内的液位上升至上限高度后向循环折流仓内排水，且液位下降至下限高度后停止排水，供基质腔内的污水液位往复升降，以切换基质腔内基质的水面下浸没状态和水面上浮出状态，当所述基质腔内的污水液位上升时，污水淹没基质形成水面下浸没状态，当所述基质腔内的污水液位下降时，显露至液面以上的基质内部的污水排干形成水面上浮出状态。
2.根据权利要求1所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述循环折流仓设有用于污水排入的进水管以及用于净化后的污水排出的排水管，所述循环折流仓内设有间隔交错排布的折流板，以形成供排入循环折流仓内的污水流通的折流通道。
3.根据权利要求1所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述间歇排水单元包括虹吸下水管和虹吸钟罩，所述虹吸钟罩固设于连通腔，所述虹吸钟罩开口朝下且与连通腔的底壁间隔设置，所述虹吸下水管的下端与循环折流仓相连通，所述虹吸下水管的上端由下至上穿入连通腔，并经由所述开口延伸至虹吸钟罩内，供连通腔内的污水虹吸排入循环折流仓内。
4.根据权利要求3所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述虹吸下水管设有存水弯，供虹吸下水管停止排水时形成液封，以避免循环折流仓中的臭气逸出。
5.根据权利要求1所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述池体内部设有隔板，所述池体内部经由隔板分隔形成所述基质腔和连通腔，所述池体内部还设有连通管，所述连通管固定穿设于隔板的下部，供基质腔与连通腔潜流连通。
6.根据权利要求1所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述循环折流仓埋设于土层中，所述人工湿地设于土层表面。
7.根据权利要求3所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述泵水单元包括潜水泵和循环管，所述潜水泵设于循环折流仓中，所述循环管的一端与潜水泵相连通，所述循环管的另一端埋设于基质腔的基质中。
8.根据权利要求7所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述虹吸下水管的管径大于循环管的管径，供所述虹吸下水管的排水流量大于循环管的进水流量。
9.根据权利要求1所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述循环折流仓为钢混、砖混、玻璃钢或塑料结构，所述净化植物为湿地植物或耐水蔬菜。
10.根据权利要求9所述的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述湿地植物包括芦苇或鸢尾，所述耐水蔬菜包括空心菜。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202221104991.4U CN217297613U (zh) | 2022-05-07 | 2022-05-07 | 一种人工湿地污水处理系统 |
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| CN (1) | CN217297613U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115626715A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-20 | 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) | 一种多级污水处理人工湿地系统 |
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2022
- 2022-05-07 CN CN202221104991.4U patent/CN217297613U/zh active Active
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